基于不完全微分的pid温度控制系统

基于不完全微分的pid温度控制系统内容摘要：

Uk。 Uk1=Uk。 基本 PID算法+惯性环节 加热器（对象） R PV E U(t) Y 图（ 2）加热器温度控制图 11 Ek2=Ek1。 Ek1=Ek。 da=(unsigned short int)(Uk*)。 AC6611_DA(hDevice,da)。 Edit3Text=FloatToStrF(Uk,0,4,4)。 } 5 控制算法程序设计 计算机控制技术控制具体的设计要通过一定的程序以及算法才能实现相应的控制，在本次中主要包含显示曲线的程序设计、 PID算法程序设计下面分别介绍他们。 温度设定曲线的程序实现 在本次实训中我们总共有图的显示包含趋势图和棒图，在 C++Bulider 中应在对象画布（ canvas）中绘制，再通过设置画布的属性来实现具体图形的绘制。 画笔 Pen 可以设置画布的眼神、风格、宽度等本次用到的是颜色和宽度，在画图时定义了颜色和宽度是在定义具体的画点（包含起点和终点）就行了。 实时趋势的曲线框为 480*300。 将图分成长 480个点，宽 300个点。 再利用首位相连的方法将其连接起来。 三条线（控制曲线，目标温度曲线，实时温度曲线）分别用不同的颜色。 注意，纵坐标和平时我们用的坐标是相反的，纵坐标的值应该为：满量程 测量值。 趋势曲线图程序如下： for(int i=0。 i479。 i++) //更新点 { pvtrend[i]=pvtrend[i+1]。 pvtrend[479]=300*PV/(HSLS)。 sptrend[i]=sptrend[i+1]。 sptrend[479]=300*SP/(HSLS)。 mvtrend[i]=mvtrend[i+1]。 mvtrend[479]=300*Uk/。 //准备 480 个点 } Image2PictureLoadFromFile()。 //调用棒图程序 Image2 CanvasPenColor = clRed。 //给定值棒图为红色 Image2 CanvasPenWidth = 5。 //棒条宽度 Image2CanvasMoveTo(35,294)。 //给定值棒条起点 Image2CanvasLineTo(35,294SP*288/(HSLS))。 //比例变换 Image2 CanvasPenColor = clBlue。 Image2CanvasMoveTo(55,294)。 Image2CanvasLineTo(55,294PV*288/(HSLS))。 12 Image2 CanvasPenColor = clGreen。 Image2CanvasMoveTo(70,294)。 Image2CanvasLineTo(70,294Uk*288/)。 //绘制趋势曲线 Image1PictureLoadFromFile()。 Image1 CanvasPenWidth = 1。 //曲线粗细程度 if(CheckBox1Checked==true) { Image1 CanvasPenColor = clRed。 //测量值曲线为红色 Image1CanvasMoveTo(0,300)。 //曲线起点 for(int i=0。 i480。 i++) //曲线由 480 个点组成 Image1CanvasLineTo(i,300sptrend[i])。 //两点之 间连一直线 } if(CheckBox2Checked==true) { Image1 CanvasPenColor = clBlue。 Image1CanvasMoveTo(0,300)。 for(int i=0。 i480。 i++) Image1CanvasLineTo(i,300pvtrend[i])。 } if(CheckBox3Checked==true) { Image1 CanvasPenColor = clGreen。 Image1CanvasMoveTo(0,300)。 for(int i=0。 i480。 i++) Image1CanvasLineTo(i,300mvtrend[i])。 } Form1Caption=不完全微分 PID 控制 (2020540283 王亮 )+DateTimeToStr(Now())。 } 不 完全微分 PID 算法 在 PID 控制 输出串联一阶惯性环节，这就组成了不完全微分 PID 控制器。 （ 1） 比例 (P)、积分 (I)、微分 (D)控制算法 的 作用： 比例，反应系统的基本（当前）偏差 e(t)，系数大，可以加快调节，减小误差，但过大的比例使系统稳定性下降，甚至造成系统不稳定； 积分，反应系统的累计偏差 ，使系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差，积分调节就进行，直至无误差； PID 11f fD Ts  13 微分，反映系统偏差信号的变化率 e(t)e(t1)，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除，因此可以改善系统的动态性能。 但是微分对噪声干扰有放大作用，加强微分对系统抗干扰不利。 积分和微分都不能单独起作用，必须与比例控制配合。 不完全微分是在基本 PID 算法的控制算式如下： 不完全微分 PID 算法程序设计 Ek=SPPV。 //求偏差 DeltaUk=a*DeltaUk1+(1a)*(q0*Ek+q1*Ek1+q2*Ek2)。 Uk=Uk1+DeltaUk。 if( Uk) Uk=。 if(Uk0) Uk=0。 DeltaUk1=DeltaUk。 Uk1=Uk。 Ek2=Ek1。 Ek1=Ek。 6 控制程序的调试 主要调试内容 在程序 编写完成后，为验证系统的稳定性和可靠性，此时我们需要让系统运行起来，经过反复的操作和验证后的系统才是一个稳定可靠的系统。 在系统的调试中，我们调试的主要内容包括：硬件调试和软件调试。 调试方法 硬件的调试：在进行硬件调试的时候，我们可以让硬件在极限条件进行工作，观察其性能是否稳定，其个方面的指标是否有较大的波动，以验证其性能的优劣。 子程序的调试：在操作界面上对开发的系统进行各种各样的试探性操作，观k39。 i0T( k ) ( k ) e( i ) ( e( k ) e( k 1 ) )TDPITu K e T    TT T)1(TT T)( ff f  kuku)()1()1()( 39。 39。 kukuku  TT Tf f 14 察程序是否存在没有考虑到的漏洞，以对其进行修改和调试。 PID 参数的整定：在这次实训中 PID参数的整定是 最重要的环节，也是系统调试的核心内容。 其参数整定的方法是根据被控过程的特性来确定 PID 控制器最佳的比例系数、积分时间和微分时间的大小。 调试步骤和结果 (1)硬件的调试和结果 打开 静态调试 程序 ， 连接好板卡，选择输入输出通道，查看采样值与设定值是否正常。 (2)子程序的调试和结果 趋势曲线图的调试：在绘制趋势曲线图的时候运行程序时有一个错误 ， 运行后发现图形的起点和终点与设置的不一样，后面想到老师讲的图形的坐标与我们数学中用到的有一些不一样，后面通过计算准确的显示图形。 棒图的调试：棒 图 运行后与趋势曲线 图有相同的错误就是颜色，还有就是运行后发现棒图很细，我将棒图中的“ Image2CanvasPenWidth=1。 ”改为了“ Image2CanvasPenWidth=3。 ”这样棒图就清晰很多。 (3)PID 参数整定和结果 PID 参数整定先是比例后积。